Abstract
일반적으로, 자기 보고서는 교실 활동에 대한 학생들의 반응과 성능을 평가하기 위해 교육 연구에 사용됩니다. 그러나, 이러한 타액 바이오 마커 및 갈바니 피부 반응 등의 생물학적, 생리 학적 측정의 추가는 거의 나은 학생의 성능을 이해하는 얻을 수있는 정보의 부를 제한에 포함되지 않습니다. 실험 프로토콜을 제시 교실 이벤트 (예를 들어, 시험)에 학부 학생들의 반응을 연구한다. 참가자들은 자신의 학위에 대한 대표적인 시험을 완료했다. 실험실 시험 세션 전후, 학생들은 학업 성취도 감정 자체 보고서 및 참가자가 갈바니 피부 센서를 입고 타액 바이오 마커가 수집 될 때이 질문을 병렬 인터뷰를. 자기보고에 비해 세 가지 방법에서 수집 된 데이터는 학생들의 성능에 대한 정보를 더 깊이 결과. 이 작품은 교육을 확장 할 수 있습니다검사 활동을 실시간으로 학생의 응답에 가까운를 얻기위한보다 포괄적 인 방법을 통해 알 연구 기능을 제공합니다.
Introduction
학업 성취도 감정의 영역에서 연구는 학생들의 이해 성과, 업적 '동기 학생들 예측할 수'를 나타냅니다, 경력 1 계획이다. 감정적으로 응답 학생에 대한 능력 '전문 개발'도전적인 코스 작업 2는 학생들에게 중요한이다 '. 그러나, 학업 성취의 감정에 관련된 실시간 응답에 가까운 3-6에서-탐구한다. 대표 교실 상황 (예., 테스트 촬영) 타액 바이오 마커를 사용하여, 갈바니 피부 반응, 자기보고 조사되게 할 때이 논문은 가까운 실시간 학생들의 반응 (예., 생리적 반응)을 탐구하는 방법을 연구하는 프로토콜을 제시 인터뷰. 작업이 타액 바이오 마커, 갈바니 피부 반응과 자기 보고서 사이의 연결을 설정하고자하는 것은 아니지만, 향후 연구가 더 근본적인 메커니즘을 탐구하는 것을 목표 것각 응답을 연결합니다.
교실에서 학업 성취도 감정의 자기보고 정서적,인지, 동기 부여, 생리, 그리고 인간의 마음을 나타내는 행동 요소를 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 그것의 저렴한 비용, 쉬운 배포 및 추적에, 자기보고 조사는 매우 교실 설정 (7)에 사용됩니다. 그러나 이러한 몇 가지 단점이있다. 예를 들어, 자기 보고서는 개인이 자신을 표현하는 방식을 변경할 수 의식 (8)의 표현에 한정된다. 또한, 자기 보고서의 언어와 의미는 문화와 개인 (7) 사이에 다르게 이해 될 수있다; 그 의미는 시간에 따라 변경 또는 참여자가 8에 관여하는 상황에 비추어 상이한 것을 나타낼 수있다. 또한, 자기보고 학술 설정에서 메모리, 사회적 바람직하고, 개인의 신념 7 특이한와 종속, 다각적 할 수있다, 9-11. 예를 들어, 기대와 동기 참가자의 교수에 대한 믿음 '은 학생들이 응답하고 교실 활동 7, 9 ~ 11시에 수행하는 방법에 영향을 줄 수 있습니다. 실시간 반응을 가까이에 기초 그러한 보완 방법 자체 리포트를 사용할 때 샘플링 바이어스 주관성을 줄이기 위해 필요한 바와 같다. 이 작품은 더 나은 수업 활동에 대한 학생들의 가까운 실시간 응답을 이해하는 타액 바이오 마커 및 갈바닉 피부 응답이 자체 보고서를 보완합니다.
타액 바이오 마커의 샘플링은인지 능력 (9)에 영향을 미칠 수있는 다양한 스트레스에 대한 개인의 반응의 생리 학적 기초를 이해하는 인기를 끌고있다. 인지 심리 발달은 인간 7,12 등 많은 종의 호르몬에 의해 영향을 받는다. 개발의 민감한 기간 동안 호르몬은 긴 마지막을 가질 수있는, 뇌의 조직 변경을 할 수있다행동 (8)에 영향을 보내고. 인지 기능의 다른 양태는, 예를 들면, 개인의 개발 상이한 시간 동안 호르몬에 의해 영향을받을 수있다. 연구는 성별 차이가 13 ~ 17를 포함 할 수 있습니다 보여 주었다 공간 능력, 적당히 안드로겐에 의해 강화 (예., 데히드-DHEA, 테스토스테론) 태아 발달에 다시 성인 (18)에 걸쳐. 반대로, 언어 능력 에스트로겐의 향상에 연결되어있다 (예., 에스트라 디올) 및 프로게스테론 (18). 이러한 코티솔 같은 스트레스의 생리 학적 바이오 마커는 19-21 인간 12-16에서 시상 하부 - 뇌하수체 - 부신 축에서 발견된다. 상황이 통제 불가능한 것으로 인식되면, 코티솔 수치는 19 개인 올리고 미분 응답 될 수있다. 최근의 연구는이 시점에이 (20, 22) 매우 제한되어 있지만, 학업 성취의 감정을 연구하기 위해 호르몬을 사용하기 시작했다.
(예., 높은 스트레스,인지 부하 또는 강한 감정적 반응) 낮은 활성화 상태보다 더 많은 땀 분비 (예., 지루함, 낮은인지 부하)을 초래한다. 땀 분비 변동 같이, 피부의 전기 전도도를 변화시킨다. 따라서, GSR 널리 스트레스 수준 또는인지 부하를 정량화하기위한 프록시로 간주됩니다. GSR은 전형적으로 손, 손목, 또는 발에 접촉 최근 인 전극을 포함하는 주파수 대역에 의해 측정되는가능한 뇌 영상 기법 (7)에 비해 낮아 비용과 타당성에 교실 설정 22, 23에 사용된다. 타액 바이오 마커와 갈바닉 피부 응답의 조합은 실시간에 가까운 교실 활동에 대한 학생의 답변보다 포괄적 인 평가를하실 수 있습니다.
여기서 설명하는 제안 된 프로토콜은 교육 연구원은 학생의 성능과 교실 활동에 대한 응답을 이해하는 데 도움이되는 방법을 설정하기 위해 교육 및 생리 학적 기술을 결합하는 역할을한다 (예., 시험). 작품은 감정과 생리 학적, 생물학적 구조 사이의 근본적인 연결을 이해에 초점을하지 않지만,이 프로토콜은 연구자가 그 방향으로 이동하는 데 도움 출발점이다. 이 프로토콜은 시험 활동 동안 타액 바이오 마커 및 갈바니 피부 반응을 측정하는 방법을 커버하고 자체 보고서에서 얻은 정보에 대해 비교한다D 인터뷰. 이 작업을 위해, 엔지니어링 시험과 학생들 인해 참가자 모두인지 적, 정서적 반응을 점화 할 수있다 훈련 1,6와 개념의 어렵고 복잡한 성격에 선정되었다.
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Protocol
절차는 인체에 대한 연구를 위해 유타 주립 대학에서 임상 시험 심사위원회 (IRB)에 의해 승인되었습니다. 케어는 IRB 절차 중에, 이전에 이루어져야 인체의 보호에 관한 호스트 기관 및 고려 사항에 의해 승인 않도록주의하고,이 프로토콜의 모든 측면의 성능 후되어야한다. 당 IRB 규정 된 바와 같이, 데이터 수집 및 분석 과정에 외부 자 또는 회사 참여 드 참가자 식별 정보와 데이터의 기밀성을 보호하기 위하여 적절한 프로토콜을 수행해야한다.
참가자 및 테스트하는 활동 1. 선택
- 학기 또는 원하는 코스 내용 후 3 개월 중간에서 선택 학생 참가자는 참가자에서 어떤 단기 기억의 회상을 감소하기 위해 교수에 의해 제시되었다.
- 이상적 상대하는 경우이 작업을 평행 실험실 연구에서 어떤 참가자 제외미리 결정된 조건 (. 예를 들어 부정맥) 또는 대사 장애의 () 역사; cipant는이 (b)는 왼손잡이 나 양 손잡이 능력 (이것은 생리적 샘플링을 방해 할 수 있습니다) (다) 심리학 역사 (현재 또는 과거) 또는 행동 또는 정서 장애의 역사 (이 자체 보고서에서 컬렉션을 왜곡 할 수 있습니다) (라) 심장, 대사, 또는인지 장애에 대한 의료 기록; (마) 연구 실험실 세션에 참여를 방해하는 신체 장애; 및 (f) 외상성 뇌 손상. 호르몬 연구의 일부가 될하고자하는 여성 참가자는 추가 제한 단계 2.5에 설명되어 있습니다.
- 자세한 절차 및 기밀의 보호에 대한 제한을 포함하여 설립 된 임상 시험 심사위원회 (IRB) 프로토콜에 따라 모집.
주 : 회사 (타액 샘플 갈바니 피부 응답 데이터가 제삼자 업체로부터 회수하고,이 경우에서) 데이터에 액세스 할 수 있도록하는 경우N 계약 데이터의 적절한 처리 (예. 냉장 시간), 공유 (예., 서버 보안) 장소에 있고, 데이터를 파괴하는 타임 라인을 포함한다 (예., 데이터의 발행 후 1 년). 당신의 IRB 응용 프로그램에서이 지침을 포함하고 기관 내 IRB 조직에서 필요에 따라 적절한 지침을 따르십시오. - 지식과 학생들이 수행해야하는 작업의 복잡성을 나타내는 과정 활동을 선택한다.
참고 :이 프로토콜의 경우, 신입생 공학 학생들 때문에 수업 내용의 어렵고 복잡한 특성으로 선정되었다. 비행기 시험 (MCT)와 퍼듀 공간 시각화 시험 (PSVT-R)를 절단 정신 : 대표로 간주되었다 활동이 일반적으로 사용되는 엔지니어링 시험에서 공학 문제의 두 가지 유형의 조합이었다. PSVT-R 3- 디 찾는 동안 MCT 입체적인 물체 (24)에 대응하는 이차원 컷 부분에 보이는객체 (25)의 mensional 회전. 각이 학생 인구 (26), (27)에 대한 공간 성능과 구두 메모리 테스트하는 데 사용되었다.
2. 이전 실험실 세션에
- 2 주 전에 실험실 세션 - 최소 1 자원 봉사 참가자에 대한 방향을 호스트. IRB 동의의 모든 용어를 명확히. 제조업체 프로토콜 (28)에 따르면, 타액 호르몬 모음의 사용 및 갈바니 피부 센서의 피팅과 적절한 데이터 수집 절차의 데모를 수행합니다. 연구의 위험과 혜택을 설명한다.
- 참가자에 등록 할 수있는 일정을 설정합니다. 참가자는 연구의 타액 바이오 마커 조각에 등록하는 경우, 코티솔 수준이 하루 중이 시간에 가장 낮은하고에 등록을위한 모든 공시 내용을 포함로 아침 식사 전에 아침 동안 시간을 설정해야합니다 할당 된 시간 (자세한 내용은 단계 2.5 참조).
엔OTE : 모든 참가자가 연구를위한 적어도 세 가지 시간 슬롯을 제공하는지 확인하십시오. 편향을 최소화하고보다 통계적으로 유효한 결과를 제공하도록 무작위 방식으로 참여자를 수용. - 센서 스트랩 오리엔테이션 기간 동안 참가자의 손목을 확보하도록하여 각각의 자원 봉사에 대한 갈바니 손목 센서를 사전에 맞게. 연구 참가자 ID 코드 및 필요한 경우 후속 실험 세션 일관성을 보장하기 위해 공급 업체에 의해 제공되는 고유 손목 센서 바코드를 입력한다.
- 제조 업체의 프로토콜 (28)에 따르면, 절차 및 데이터 수집 및 샘플링의 날에 앞서 사전 조건에 대한 제한의 참가자에게 알림을 보냅니다.
참고 : 절차 및 제한의 예는 없다 : ()에는 음식,식이 또는 에너지 제품, 또는 낮의 컬렉션 중 설탕 음료 또는 연구 이전에 적어도 1 시간을; (b) 1 시간 전에 데이터 수집없이 물 소비량; (다)없이 치아 BRU아성 입 헹굼; (라)에는 화학 제품 없음 필요한 접촉 영역에서 (예를 들어, 핸드 로션, 크림, 챕스틱, 향료, 염료) (예를 들어, 손목, 얼굴, 입술.) (f)의 머리카락 제품이나 스타일; 및 (g) 물리적 활동하지 않습니다 (예를 들어, 속보, 자전거 타기, 달리기, 무게) 연구 전에 24 시간. - 타액 컬렉션 28시 호르몬의 변동을 최소화하기 위해 참가자의 생리 기간 1 일 이후 12 일 - 여성 참가자 10 사이의 타액 샘플을 수집합니다.
참고 : 명시된 기간 동안, 여성 참가자는 어떤 피임약, 자궁 내 장치, 크림이나 스프레이 (경구, 국소, 또는 질), 설하 및 트로 키제, 패치, 영화 같은 호르몬 기반 치료의 양식을 복용하는 경우, 36 시간 치료 효과가 꺼져 레벨 수 있도록 섭취 / 응용 프로그램의 시간에서 통과 - 주사, 12 수 있습니다. 타액 샘플을 수집하는 데 필요한 타임 라인은 양방향에 따라 다릅니다omarker 회사의 타액 키트의 사양. 갈바닉 피부 응답 컬렉션 여성 참가자 3.2 절에 따라 수행된다. 남성 참가자의 타액 수집은 제 3.1.5.1 절 3.2에 따라 갈바닉 피부 응답에 따라 수행된다.
실험실 세션의 3 일
참고 : 다음 절차는 1이라는 가정에서 데이터 수집의 권장 순서로 표시됩니다 - 2 연구진이 참여하고 있습니다. 2 개 이상의 연구자가 연구에 협력하는 경우에는 이러한 절차 중 일부는 병렬로 실행할 수 있습니다.
- 타액 바이오 마커
- 이전 연구에 24 시간 기간 동안 가해 신체 활동 개요 (예., 신체 활동, 음식과 소비, 로션 또는 호르몬 기반 제품의 사용 음료) 제조 업체 프로토콜 (28)에 설명을 할 수있는 체크리스트와 함께 참가자를 제공합니다 (단계 2.4 참조 2.5).
참고 : 참가자가 체크리스트에서 활동의 일부 또는 전부를 수행 한 경우 다른 날에 충족하기 위해 참가자를 재 할당합니다. 물 소비량이 충족되지 유일한 제한 인 경우, 타액 수집이 발생하기 전에 (~ 1 시간)을 통과, 제조업체의 지침에 따라, 적절한 시간을 허용하기 위해 연구에 오랜 시간을 유지하기 위해 참가자를 요청합니다. - 타액 분석 키트 (28)에 의해 제공되는 건강 정보 체크리스트를 작성하기 위해 참가자를 요청합니다. 모든 타액 튜브가 사전 표지와 시간 전에 실험실 세션 이후에 각인되어 있는지 확인합니다.
참고 : 타액 코티솔은 약 20 분 (19, 20)의 반응성을 가지고 있으며, 같은 침을 수집 절차는이 기간 내에 수행해야합니다. 단계 3.1.5 및 제조 업체 가이드 라인 (28)에 따라 침 수집 절차를 따르십시오. - 추적, 미래의 기록 관리에 대한 건강 정보 체크리스트의 복사 및 배송 정보를 유지,D 추가 분석. 체크리스트 항목의 저장 중에 IRB 프로토콜 및 절차를 따르십시오. 각 참가자에 대한 실험 활동, 직원 및 수집 튜브의 타임 라인을 완료합니다.
- 모든 참가자와 타액 샘플을 처리 연구진은 교차 오염을 최소화하기 위해 항상 무균 장갑을 착용되어 있는지 확인합니다.
- 침을 수집 할 때, 제조업체 지침 (28)에 따라, 결과의 정확성에 영향을 미칠 수있는 기포 형성을 최소화하기 위해 유리 병에 침 전에 참가자의 입술의 끝에서 침을 풀 수있는 참가자를 지시합니다.
- 샘플 오염을 도입 할 수 있습니다이 같은 참가자의 입술이나 손가락으로 유리 병의 끝을 만지지 참가자 지시 (유리 병 방법을 침). 타액 생산을 장려하기 위해, 타액의 형성 속도를 높이기 위해 앞으로 이러한 레몬이나 머리 경사와 같은 감귤류의 과일 냄새 참가자에게 추천합니다.
- 모든 저장수집 된 타액 샘플 -20 최대 7 일 오 C는 이러한 샘플의 분석은 즉시 발생하지 않을 경우. 샘플이 필요합니다 (30 일까지) 긴 저장 C. O를 -80에서 보관합니다
- 타사 회사에 냉동 샘플을 제공하기 위해 드라이 아이스 준비가 포함 된 밀폐 거품 상자와 건강 정보 시트 참가자가 미리 작성의 밀폐 봉인 복사본을 가지고있다. 참가자 회사에 전송하는 개인 정보를 방지 시트의 식별자 섹션 고유 연구 ID 코드를 삽입되었는지 확인.
- 준비가되면, 타액 프로필 1 바이오 마커의 분석을 위해 회사에 유리 병을 제공 : 테스토스테론, 프로게스테론, DHEA, 코르티솔 및 에스트라 디올. 바이오 마커 분석 확립 프로토콜 28에 따라 제조하여 실시 하였다. 장소 면역 플레이트 리더의 샘플 및 450 nm의 파장에서 시료 광학 밀도를 참조하십시오.
참고 : 모든 바이오 마커는 고체 산도가 필요ASE 경쟁 효소 면역. 공액 바이오 마커의 정량 각 바이오 마커에 대응하는 항체 결합 부위에 대해 경쟁하고있다. 배양 후 결합되지 않은 성분이 씻겨되고 효소 기질 용액을 바이오 마커로 대표 색상을 형성 부가된다. 예를 들어, 프로게스테론은 푸른 색과 효소가 노란색이된다과 반응에 시작됩니다.
- 이전 연구에 24 시간 기간 동안 가해 신체 활동 개요 (예., 신체 활동, 음식과 소비, 로션 또는 호르몬 기반 제품의 사용 음료) 제조 업체 프로토콜 (28)에 설명을 할 수있는 체크리스트와 함께 참가자를 제공합니다 (단계 2.4 참조 2.5).
- 갈바닉 피부 응답
- 프리 패키징 된 멸균 70 % 알코올 와이프 또는 이전 참가자로부터 잔류 물을 제거하기 위해 70 %의 이소프로판올을 소량 함유 멸균 거즈 갈바니 피부 센서를 청소한다. 전 중 먼저 모든 데이터 수집 세션이나 참가자, 후 장치를 청소합니다.
- 1 시간 스터디 전에 청소하고 손을 건조 참가자를 생각 나게 해요.
참고 : 갈바니 피부 반응과 함께 타액 샘플 수집이 필요합니다 그 컬렉션의 시점들로 간주됩니다. 단계 3.2.6에 설명 된대로 10 분 - 갈바니 피부 센서를 장착하고 5 보정 할 필요가 예를 들어, 코티솔 타액 수집은 20 분 (단계 3.1.2) 내에서 수집해야합니다. - 갈바닉 피부 응답 센서를 설치하기 전에 참가자의 비 지배적 쓰기 손목에 신규 또는 깨끗한 스포츠 손목 밴드를 놓습니다. 참가자 전에 데이터를 수집로 1 시간 동안 손목 밴드를 착용 할 수 있습니다.
참고 : 스포츠 손목 밴드는 참가자들 사이의 교차 오염을 방지하기 위해 고유의 손목 ID에 따라 사전에 표시되어야합니다 - 1 시간 후, 스포츠 손목 밴드를 제거하고, 갈바니 피부 센서를 배치했다. 갈바니 피부 센서는 맥박과 심장 요금의 적절한 수집을 보장하기 위해 손목의 정중 신경에 닿을 있는지 확인합니다. 손목에 꽉 맞는을 보장하기 위해 센서에서 함께 밴드를 결합.
- 갈바니 피부 센서 표시등을 누릅니다. 빛이 흰색에 적색에서 녹색으로 바뀔 때까지 기다립니다; WHI테 색상은 데이터 수집이 시작되었음을 나타냅니다.
- 교정 및 기준 토닉 데이터를 수집 할 수있는 비 지배 손목에서 물리적 인 운동 - (10 분 5) 시간의 집합 기간 동안 갈바니 손목 센서를 착용하는 참가자에게 물어보십시오.
주 : OFF 갈바닉 피부 응답 데이터 레벨의 급격한 변화 나 노이즈 이상 볼 때 기준 데이터가 발견 될 것이다. 제조자에 의해 할당 된 계정을 사용하여 제조 업체 소프트웨어를 확인합니다. 세션을 열고 데이터가 29 수집되어 있는지 확인합니다. - 1.5 절에 기술 된 시험 활동의 각 대표와 시간 스탬프 문제 세트를 포함하는 슬라이드 프리젠 테이션을 시작합니다. 비교되는 데이터 수집 GSR 이벤트 간의 타임 스탬프를 허용하도록 각각의 슬라이드를 완료 한 후 시간을 기록하는 참가자하자.
- 주기적으로 갈바니 피부 센서 표시등이 흰색임을 확인하고 데이터가 수집되어 있는지 확인합니다.
참고 :의 샘플링 속도이 연구에서 제시 센서는 시험에 대한 제조 업체의 사양 및 기능 (1100 MAH의 낮은 전류 8 Hz에서의 속도) microSiemens (μS)에보고 된 피부 전기 활동 (EDA)를 통해 .Galvanic 응답 강장제로 (기본 응답에 기반 이벤트 또는 자기보고 / 면접 질문) 및 phasic 특정 μS 임계 값 이상 시험 이벤트 또는 자기보고 / 면접 질문 (급성, 즉각적인 응답). - 경우 데이터 수집 문제에 편리하게 교체 배터리 센서를,이 세션 동안 발생합니다. 이 오프 될 때까지 세션의 끝에, 표시등을 누른다. 조심스럽게 손목 센서를 제거하고 알코올로 닦으십시오.
- 제조업체 소프트웨어 (29)에서 데이터를 검색합니다. 계정에 로그인 세션을 클릭합니다. 연구의 날짜를 선택하고 다운로드 탭을 클릭합니다. 쉽게 사용하기 위해 .CSV 파일의 데이터를 다운로드합니다.
- 연구에서 이벤트의 트랙 타임 라인. 의 데이터를 다운로드손목 센서 소프트웨어 세션. 1970 년 1 월 1 일 (윤초를 계산하지 않음) 경과 시간 (초)는 UNIX 에포크 시간, 같은 데이터 다운로드. 타임 라인은 오픈 소스 타임 스탬프 컨버터 (30)를 사용하여 데이터를 추적해야하는 경우 GMT 시간대에 UNIX 시간을 변환합니다. 이 시간을 변환하려면이 변환 (1 년 = 365.24 일 = 31,556,926 초)를 사용하여 데이터 시트에 시간을 변환합니다.
- 손목 센서 소프트웨어 세션에서 피부 전기 데이터를 검색합니다. 원하는 세션 중 하나에서보기를 클릭합니다. 연구자가 설정 한 시간에 의해 실시간 또는 선택과 같은 데이터를 제공.
- 자기보고 조사 및 감정 문의
- 슬라이드 전후, 사전을 제공하고 두 번째 컬렉션 포인트 (시험의 끝을) survey.During 포스트, 최종 타액 샘플을 수집하고 EDA 데이터를 수집하는 동안 다음 자체 보고서를 제공합니다. 모든 시점을 기록합니다.
참고 :이 연구는 modif 사용브로와 동료 (31)에 의해 개발 된 감정 규모 IED 항목. - 갈바니 피부 센서를 입고있는 동안, 자체 보고서를 병렬 참가자의 질문.
참고 : 일정 단계 3.1.2과 3.3.3에 표시된대로 타액 샘플을 수집하는 경우 고려 될 필요가 명심하십시오. - 가능한 한, GSR 데이터의 교차 검사 및 실험실 노트북의 자기보고 반응의 타이밍과의 정렬을위한 날짜와 시간을 기록한다. 또한, GSR 데이터를 시간 제한 이벤트의 상호 비교를 가능하게하기 위해 각 슬라이드 후 필요한 지시 사항을 완료 한 후 시간에 주석을 참가자들에게 설명하는 슬라이드 쇼 프레젠테이션의 지시 사항을 포함한다.
- 컴퓨터 기반 소프트웨어가 일관된 지침을 가지고 각각의 슬라이드가 명확하게 표시되어 있는지 확인합니다. 키 설정이 연구를 위해 필요한 경우, 각 슬라이드에 눌러야합니다 어떤 키 슬라이드 설명서에 표시합니다.
- 슬라이드 전후, 사전을 제공하고 두 번째 컬렉션 포인트 (시험의 끝을) survey.During 포스트, 최종 타액 샘플을 수집하고 EDA 데이터를 수집하는 동안 다음 자체 보고서를 제공합니다. 모든 시점을 기록합니다.
- 랩 업 활동
- 모든 정보를 수집 한 후, 손목 센서를 제거하고 3.2.5 단계 역순으로 센서 데이터를 해제. 식품, 음료, 음료를 제공하는 지정된 방으로 참가자를 안내하고, (이 IRB 동의서에 명시된 경우) 연구에 참여하기 위해 미래의 금전적 보상을 위해 영수증을 제공합니다.
- 참여에 대한 감사의 이메일 알림과 활동을 업에 따라 참가자와 결과의 논의 가능한 타임 슬롯을 포함한다.
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Representative Results
이 섹션은 자기보고를 포함하여 각 측정치로부터 얻어 질 수있는 결과의 대표적인 예를 도시한다. 그림의 목적은 교실 이벤트 정보의 큰 스펙트럼을 얻기 위해 이러한 타액 바이오 마커 (그림 1) 갈바니 피부 반응 등의 추가 조치 자체 보고서 (그림 2) (그림 3)의 유틸리티를 제공하는 것이다 (예., 시험). 지정된 단위와 자기 보고서 (예., 갈바닉 피부 응답)의 삼각를 들어, 인터뷰 등의 추가 기술은 유용한 비교 방법 (그림 3)을 제공 할 수 있습니다. 시험의 시작과 끝 사이의 호르몬 수준을 비교할 때 참가자의 생물학적 반응은 성별 차이가 그림 1 쇼의 결과. 이러한 남성 증가 에스트라 디올 수치와 같은 호르몬은 프로게스테론 수치는 여성이 증가하면서(P <0.05). 프로게스테론은 이러한 객체 12-16의 정신 회전 같은 공간 능력에 관한 동안 높은 에스트라 레벨 DHEA 보여준 반면 .Spatial 활동 증가 테스토스테론 (p <0.05)를 통하여 암컷에서 상향 조절 된 언어 성능 태스크 (32)의 뇌의 활성화에 연결 한 때문에 성별에 유의 한 차이 (p = 0.39). DHEA와 테스토스테론 인해 짧은 반감기를 초과에 성인 12-16, 가능한 실험실 세션을 사전을 변경하고 사후하지 않은 여성과 남성 (P = 0.41) 34. 코르티솔 수치가 증가 시각 - 공간 성능에 연결되어 있습니다 두 번째 타액 수집하는 동안 코티솔 (~ 45 분)의 19,20,32 .These 결과는 학생의 성능 차이는 성별,이 경우는 것을 보여주고, 그 호르몬 바이오 마커는 이러한 차이를 식별하는 유용한 도구가 될 수 있습니다.
생리적 각성을 통해 감정의 측정갈바닉 피부 응답을 사용하여 시험의 유형과 관련이없는 차동 응답 (p> 0.05)을 보여하지만베이스 라인에 비해 GSR 토닉 봉우리와 같이 모든 참가자에 대한 테스트 촬영 경험 중인지 적 참여 (지속 토닉 수준)의 인스턴스를 보였다 (초기 나머지 단계). 대표 GSR 데이터 세트가 그림 2에 포함되어 있습니다. 생리적 각성이 자기보고 및 면접 응답이 수집 된 최종 데이터 수집 세션 동안 발견 된 지속. 그들은 갈바니 피부 센서 (그림 3A)를 입고 같은 참가자에 의해 완성 자체 보고서 응답 31, 36이 시험 (P = 0.055)에 참여하여 감정에는 인식의 차이를 알 수 없습니다. 학생들이 자체 보고서를 병렬 인터뷰 질문에 대한 응답에 요청했다 때 증가 토닉 응답 (그림 3B) 볼 그러나, 생리적 각성이 발견되었다. 이 결과는 감정 법을 제안ivation 이벤트의인지 및 언어 화 기억이 필요할 수 있습니다.
데이터 언어 및 공간 활성화가 시험에 동일한 점수를 획득 불구 참가자의 차이임을 보여준다 (데이터는 보이지 않음). 순차적으로 어려운 시험 문제 (MCT에서 PSVT-R에 진행)를 수행 할 때 생리적 각성은 참가자 정신 기억에 의존했다. 또한, 기록 자체 보고서의 사용은 중요한 생리적 반응 또는 참가자 자기보고 감정적으로 유의 한 차이를 보여주지 않았다. 자기보고 항목을 말로하는 물었을 때, 감정적 각성 참가자에서 발견되었다. 시험을 수행 할 때 함께, 다른 정신 자원 데이터 점은 학생들이 사용. 그것은 그들이 순차적으로 점점 더 어려워 문제 및 시험을 수행 할 때 학생들이인지 자신의 생각을 채취 할 수의 중요성을 강조한다. 마지막으로,연구 결과는 혼자하는 방법 자체 보고서를 강조 완전히 학생들의 응답의 스펙트럼을 표현하기에 충분하지 않다. 따라서, 자기 보고서 및 인터뷰에 대한 생물학적, 생리 학적 조치의 포함은 교육 환경에서 학생들의 복잡한 성능을 설명 할 수있는보다 강력한 데이터 세트를 취득 교육 연구를 지원할 수 있습니다.
그림 1. 전, 이전에 호르몬 수준의 실험실 연구 세션. 비율 변경 후 및 실험실 세션 (36)는 여성이 남성에 비해 프로게스테론과 테스토스테론 모두 증가 및 에스트라 디올 농도 감소 있음을 나타냅니다 후 여성과 남성 공학 학생 참가자에 대한 호르몬 활동 시험 전후 (에스트라 디올에 대한 T-테스트 P <0.05 쌍, 한 쌍의 T-테스트 P <0, 프로게스테론에 대한 T-테스트 P <0.05 쌍.05 테스토스테론)입니다. 코티솔과 DHEA, 스트레스 19, 20 및 공간 능력 12-16,33의 조치는 큰 변화를 보이지 않았다 (p = 0.39 및 P = 각각 0.42,)에도 불구하고 (데이터는 도시하지 않음) 자신의 시험에 동일한 점수를 얻었다. 하십시오 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 실험실 연구 세션 동안 공학 학생 성능 2. 갈바닉 피부 응답. 실험실 연구 세션에서 대표하는 일련의 활동을 진행 공학 학생을 위해 수집 μS의 갈바니 피부 토닉 응답. 초기 시간 기준을 설정하는 휴식 단계를 나타냅니다. 이 후, 학생은 시험을위한 대표적인 엔지니어링 문제를 완료했다. 생리 아로 우스순차적으로 어려운 시험 문제 (MCT에서 PSVT-R에 진행)를 수행 할 때 루게릭 병은 참가자 정신 기억에 의존했다. 그 후, 학생이 정서적 각성이 보였다 인터뷰 (자기보고에 평행 질문을 포함) 다음에 효과를 보이지 않았다 서면 자기 반 10 항목의 설문 조사를 완료. 이의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오 그림.
그림 3. 감정 조사 및 갈바니 공학 학생의 자기보고 반응의 피부 반응 (A)와 면접 (B)의 인터뷰. 비교에서 자기보고 응답 대표 나란히 비교. 패널은 (N = 7)에서 쌍을 이루는 샘플 T 테스트 기술 통계를 보여줍니다분석은 사전 및 사후 자기보고 조사 사이에 통계적으로 유의 한 차이 (p = 0.055)를 보였다. 뿐만 아니라 인터뷰 (15A - 16) 동안 - 패널 B는 두 번째 자기보고 (14 단계 13) 동안 각성의 GSR 증가를 보여줍니다. 각성 변동 조사에 비해 인터뷰에서 더 컸다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
이 프로토콜은 실험실 세션 동안 교실 활동에 개인차가 공부하는 자기보고 조사 및 문의, 타액 바이오 마커 및 갈바니 피부 반응의 통합에 대해 설명합니다. 이 프로토콜은 특히 평가 기간 동안, 교육 환경에서 다양한 활동으로 학업 성취도 감정, 감정 조절 및 정서적 반응을 확인하고자하는 연구자를위한 많은 장점을 가지고 (예., 시험). 전통적 반면, 자기 보고서 및 학업 성적이 학생들은 물론 교실 및 / 또는 참여의 역량을 개발하는 방법을 이해하는 데 사용되었습니다 우리의 방법이 더 종합적으로 학술 활동을하는 동안 가까이 학생들의 실시간 반응을 나타낼 수 있습니다.
이 프로토콜의 성공을 위해, 타액 바이오 마커 및 갈바닉 피부 응답은 참가자들이 행동 및 생물학적 나머지 알고 있는지, diurnally 수집하는 것이 중요합니다본 연구 rictions (예., 건강 상태), 및 그 참가자 계속 추적이 수행된다. 이 무균 조건에서 수행해야로서 또한, 치료는 시료의 취급에주의해야한다. 연구의 몇 가지 제한 사항이 허용 기간을 포함한다 (예를 들어, 10 -. 12 일 생리 기간 후) 예를 들어, 정확하게 실시간 갈바닉 피부 응답 컬렉션 이벤트를 타이밍에 침 데이터 여성을위한 컬렉션뿐만 아니라 어려움에 대한 (, 갈바니 피부 센서 보정) 5 분을 필요로하는 동안 타액 코티솔은 20 분 수집 시간을 필요로 할 수있다. 이와 같이, 데이터 수집 절차는 연구실 세션 동안 전체 참가자 적절한 통계 데이터 분석 및 삼각 측량을 보장하는 섹션과 문제 스탬핑 적절한 시간을 고려해야한다. 마지막으로, 자기보고 감정, 정서적 반응, 생물 및 생리 학적 데이터의 섬세한 성격으로 인해 도모하고, 프로토콜을 평가한다인간 주제 정책 및 절차에 대한 임상 시험 심사위원회를 따라야합니다.
비 간섭 착용 할 수있는 기술과 생물학적 마커의 기술 개발과 함께, 방법론은 학문적 작업과 복잡한 학부 학생들의 경험과 성과를 삼각 측량 결합 될 수있다. 이 방법은 일반적으로 다른 교실 활동에 실시간으로 감정과인지 적 반응에 더 가까이 이해하는 결합되지 않은자가보고 설문 조사 및 생리 학적 정보의 잠재력을 확장합니다.
이 프로토콜에 대한 하나의 방향은 더 큰 설정의 방법 (예., 교실) 실제 상황에서 통합하는 것입니다. 이를 위해서는 추가로 고려해야 할 시간 자원 및 소프트웨어 호르몬 키트 GSR 손목 센서 사용의 관리에 사용 조율 구조 간의 중요한 메커니즘뿐만 아니라 고려 될 필요가있을 것이다.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Salivary Kit | ZRT Laboratories | Female/Male Saliva Profile I | An account needs to be created with the company before sending samples; diurnal samples are recommended for this protocol |
| Galvanic Skin Response Wrist Sensor and Band | Empatica, Inc. | E3P.v4 | M/L fits for the majority of the population although you may need to purchase a smaller size for thin wrists |
| E-Prime Software | Psychology Software Tools | E-Prime 2.0 Professional | Consider time stamping separately from software |
References
- Jones, B. D., Paretti, M. C., Hein, S. F., Knott, T. W. An analysis of motivation constructs with first-year engineering students: Relationships among expectancies, values, achievement, and career plans. J. Eng. Ed. 99 (4), 319-336 (2010).
- Pekrun, R. The control-value theory of achievement emotions: Assumptions, corollaries, and implications for educational research and practice. Ed. Psych. Rev. 18, 315-341 (2006).
- Bandura, A., Millard, M., Peloso, E. A., Ortman, N. Effects of peer education training on peer educators: leadership, self-esteem, health knowledge, and health behaviors. J. Coll. Stud. Dev. 41 (5), 471-478 (2000).
- Christenson, S. L., Havsy, L. H. Family-school-peer relationships: Significance for social, emotional, and academic learning. Building academic success on social and emotional learning: What does the research. Zins, J. E., Weissberg, R. P., Wng, M. C., Walberg, H. J. , Teachers College Press. New York, NY. 59-79 (2004).
- Struthers, C. W., Perry, R. P., Menec, V. H. An examination of the relationship among academic stress, coping, motivation, and performance in college. Res. Higher Ed. 41 (5), 581-592 (2000).
- Hsieh, P., Sullivan, J. R., Sass, D. A., Guerra, N. S. Undergraduate engineering students' beliefs, coping strategies, and academic performance: An evaluation of theoretical models. J. Exp. Ed. 80 (2), 196-218 (2012).
- Pekrun, R., Bühner, M. Chapter 28, Self-report measures of academic emotions. International Handbook of Emotions in Education. Pekrun, R., Linnenbrink-Garcia, L. , Routledge Press. 561-566 (2014).
- Frenzel, A. C., Pekrun, R., Dicke, A. L., Goetz, T. Beyond quantitative decline: Conceptual shifts in adolescents' development of interest in mathematics. Dev. Psych. 48, 1069-1082 (2012).
- Benson, L., Kirn, A., Faber, C. J. CAREER: Student Motivation and Learning in Engineering. 121st ASEE Conference and Exposition, Paper ID 9338. , (2014).
- Matusovich, H., Streveler, R. A., Miller, R. L. Why Do Students Choose Engineering? A Qualitative, Longitudinal Investigation of Students' Motivational Values. J. Eng. Ed. 99 (4), 289-303 (2013).
- Stump, G. S., Husman, J., Corby, M. Engineering Students' Intelligence Beliefs and Learning. J. Eng. Ed. 103 (3), 369-387 (2014).
- Berenbaum, S. A. Gonadal hormones and sex differences in behavior. Dev. Neuropsych. 14, 175-441 (1998).
- Halpern, D. F., LaMay, M. L. The Smarter Sex: A Critical Review of Sex Differences in Intelligence. Educational Psychology Review. 12 (2), 229-246 (2000).
- Schöning, S., et al. Functional anatomy of visuo-spatial working memory during mental rotation is influenced by sex, menstrual cycle, and sex steroid hormones. Neuropsychologia. 45 (4), 3203-3214 (2007).
- Hausman, M., Slabberkoorn, D., Van Goozen, S. H. M., Cohen-Kettenis, C. Sex Hormones Affect Spatial Abilities during the Menstrual Cycle. Behav. Neurosci. 114 (6), 1245-1250 (2000).
- Kimura, D. Sex Differences in the Brain: Men and women display patterns of behavioral and cognitive differences that reflect varying hormonal influences on brain development. Sci. Am. , 26-31 (2002).
- Valla, J., Ceci, S. J. Can Sex Differences in Science Be Tied to the Long Reach of Prenatal Hormones? Brain Organization Theory, Digit Ratio (2D/4D), and Sex Differences in Preferences and Cognition. Persp. Psy. Sci. 6 (2), 134-136 (2011).
- Berenbaum, S. A., Moffat, S., Wisniewski, A., Resnick, S. Neuroendocrinology: Cognitive effects of sex hormones. The Cognitive Neuroscience of Development: Studies in Developmental Psychology. de Haan, M., Johnson, M. H. , Psychology Press. 207-210 (2003).
- Lundberg, U., Frankenhaeuser, M. Pituitary-adrenal and sympathetic-adrenal correlates of distress and effort. J. Psychosom. Res. 24 (3-4), 125-130 (1980).
- Rappolt-Schlichtmann, G., Wtamura, S. Inter- and transdisciplinary work: Connecting research on hormones to problems of educational practice. Mind, Brain, Ed. 4, 157-210 (2010).
- Jamieson, J. P., Nock, M. K., Mendes, W. B. Mind over matter: reappraising arousal cardiovascular and cognitive responses to stress. J. Exp. Psychol. 141, 417-422 (2012).
- Kreibig, S. D., Gendolla, G. H. E. Chapter 30, Autonomic Nervous System Measurement of Emotion in Education and Achievement Settings. International Handbook of Emotions in Education. Pekrun, R., Linnenbrink-Garcia, L. , Routledge Press. 625-642 (2014).
- Villanueva, I., Raikes, A., Ruben, N., Schaefer, S., Gunther, J. The use of physiological tools to identify changes in affective responses for graduate students recently admitted into a scientific discipline. IEEE FIE Proceeding. , (2014).
- CEEB. Special aptitude test in spatial relations. , CEEB. (1939).
- Guay, R. Purdue spatial visualization test. , Purdue University. (1976).
- Sorby, S. A., Baartmans, B. J. The development and assessment of a course for enhancing the 3-D spatial visualization skills of first year engineering students. J. Eng. Ed. 89 (3), 301-307 (2000).
- Bishop, J. E.
- Moore, D. Innovative Hormone Testing: Saliva Test Specifications, ZRT Laboratory Reports. , Available from: http://www.zrtlab.com/resources-and-data (2014).
- Lai, M. Monitoring the Autonomic Nervous System, Empatica. , Available from: https://www.empatica.com/science#electro-dermal-activity (2014).
- Unix Timestamp Conversion Tools. , Available from: http://www.epochconverter.com (2014).
- Broughton, S. H., Sinatra, G. M., Nussbaum, E. M. "Pluto has been a planet my whole life!" Emotions, attitudes, and conceptual change in elementary students learning about Pluto's reclassification. Res. Sci. Ed. 43 (2), 529-550 (2013).
- Wolkowitz, O. M., Rothschild, A. J. Psychoneuroendocrinology: The Scientific Basis of Clinical Practice. , American Psychiatric Publishing Inc. (2003).
- Craig, M. C., et al. Physiological variation in estradiol and brain function: a functional magnetic resonance imaging study of verbal memory across the follicular phase of the menstrual cycle. Horm. Beh. 53 (4), 503-508 (2008).
- Stangl, B., Hirshman, E., Verbalis, J. Administration of dehydroepiandrosterone (DHEA) enhances visual-spatial performance in post-menopausal women. Beh. Neurosci. 125 (5), 742-752 (2011).
- Hromatko, I., Tadinac, M. Testosterone levels influence spatial ability: further evidence for curvilinear relationship. Rev. of Psychol. 13 (1), 27-34 (2007).
- Villanueva, I., Goodridge, W. H., Wan, N. J. A., Valladares, M. M., Robinson, B. S., Jordan, K. Hormonal and Cognitive Assessment of Spatial Ability and Performance in Engineering Examination Activities. Society of Neuroscience Meeting, Washington, D.C, , (2014).
